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DE102006056646B4 - Probe holder for a probe for testing semiconductor devices - Google Patents

Probe holder for a probe for testing semiconductor devices

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DE102006056646B4
DE102006056646B4 DE200610056646 DE102006056646A DE102006056646B4 DE 102006056646 B4 DE102006056646 B4 DE 102006056646B4 DE 200610056646 DE200610056646 DE 200610056646 DE 102006056646 A DE102006056646 A DE 102006056646A DE 102006056646 B4 DE102006056646 B4 DE 102006056646B4
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DE
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Patent type
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Stojan Dr. Kanev
Jörg Dr. Kiesewetter
Stefan Kreissig
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SUSS MicroTec Test Systems GmbH
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SUSS MicroTec Test Systems GmbH
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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
    • G01R1/06705Apparatus for holding or moving single probes
    • GPHYSICS
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    • G01R1/06711Probe needles; Cantilever beams; "Bump" contacts; Replaceable probe pins
    • G01R1/06733Geometry aspects
    • G01R1/0675Needle-like

Abstract

Sondenhalter für eine Sondennadel (2), der zur Befestigung und elektrischen Kontaktierung an einer Trägereinrichtung (4) einer Prüfvorrichtung ausgebildet ist und einen Halterarm (1) mit einer am freien Ende des Halterarms (1) angeordneten Nadelaufnahme zur Befestigung der Sondennadel (2) und einen Befestigungsarm (3) zur Verbindung des Sondenhalters mit der Trägereinrichtung (4) aufweist, wobei der Halterarm (1) und der Befestigungsarm (3) durch ein Gelenk (5) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (5) mit einem senkrechten Abstand zum Halterarm (1) unterhalb des Halterarms (1) angeordnet ist. Probe holder for a probe needle (2), which is formed of a test apparatus for mounting and making electrical contact on a support device (4) and a support arm (1) arranged at a free end of the holder arm (1) needle-housing for fixing the probe needle (2) and having an attachment arm (3) for connection of the probe holder with the support means (4), wherein the support arm (1) and the bracket (3) by a hinge (5) are connected to each other, characterized in that the joint (5) with a vertical distance from the support arm (1) below the holder arm (1) is arranged.

Description

  • [0001]
    Die Erfindung betrifft einen Sondenhalter für eine Sonde gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a probe holder for a probe according to the preamble of claim 1.
  • [0002]
    Zur Prüfung der Funktionsfähigkeit von Halbleiterbauelementen werden die Halbleiterbauelemente, die zu diesem Zeitpunkt meist noch im Verbund mit anderen Halbleiterbauelementen auf einem Wafer angeordnet sind, in einer dafür vorgesehenen Prüfvorrichtung auf einem beweglichen Prüftisch (Chuck) abgelegt und befestigt. To test the functionality of semiconductor devices, the semiconductor devices which are arranged at this time, usually also together with other semiconductor devices on a wafer, are in a dedicated test apparatus on a mobile inspection table (chuck) is stored and mounted. Das Halbleiterbauelement wird anschließend mittels einer Sonde kontaktiert, so dass Messungen vorgenommen werden können. The semiconductor device is then contacted with a probe, so that measurements can be made. Die Sonde, die die Form einer Nadel hat und auch als Probe oder Probe Tip bezeichnet wird, ist üblicherweise an einer Trägereinrichtung, beispielsweise einer Trägerplatte (Probecard) oder einem Sondenhalterarm (Probearm) so befestigt, dass sie bezüglich der Oberfläche des Halbleiterbauelements schräg angeordnet ist. The probe, which has the shape of a needle and is also referred to as a sample or specimen tip, is usually on a support device, for example a support plate (probe card) or a Sondenhalterarm (probe arm) mounted so that it is disposed obliquely with respect to the surface of the semiconductor component , Das Bauteil, das die Sondennadel mit der Trägereinrichtung verbindet, wird nachfolgend einheitlich als Sondenhalter bezeichnet. The member connecting the probe needle with the carrier means is uniformly referred to as probe holder. Ein verbesserter Sondenhalter dieser Art ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung. An improved probe holder of this kind is the subject of the present invention.
  • [0003]
    Zum Herstellen des elektrischen Kontakts zwischen der Sondennadel und dem zu testenden Halbleiterbauelement (device under test, DUT) wird die Sondennadel über dem Halbleiterbauelement positioniert und durch Absenken des Sondenhalters mit einer Kontaktfläche, beispielsweise einer Bondinsel des Halbleiter bauelements, in Berührung gebracht. For manufacturing the electrical contact between the probe needle and the tested semiconductor device (device under test, DUT) is positioned, the probe needle via the semiconductor device and brought into contact by lowering of the probe holder with a contact surface, such as a bonding pad of the semiconductor device. Die dabei auf die Sondennadel in vertikaler Richtung einwirkende Kraft führt zu einer Verformung des Sondenhalters oder/und der Sondennadel oder, wenn die Sondennadel nicht starr eingespannt ist, zu einer Verdrehung der Sondennadel um eine horizontale Achse. The thereby acting on the probe needle in the vertical direction force leads to a deformation of the probe holder and / or the probe or needle when the probe needle is not rigidly clamped to a rotation of the probe needle about a horizontal axis. Die dadurch hervorgerufene Verschiebung der Spitze der Sondennadel in horizontaler Richtung (Horizontalversatz) führt zu schwer kontrollierbaren Ungenauigkeiten bei der Positionierung der Sondennadel während der Prüf- und Messvorgänge. The thus induced displacement of the tip of the probe needle in the horizontal direction (horizontal offset) leads to difficult to control inaccuracies in the positioning of the probe needle during testing and measurement operations.
  • [0004]
    Aus Out US 3,648,169 US 3,648,169 ist eine Sondennadelhalteeinrichtung bekannt, bei der an dem die Sondennadel tragenden Halter ein relativ biegeweicher Bereich vorgesehen ist, der in gewissen Grenzen wie ein Gelenk wirkt. discloses a probe needle holding device, a relatively soft bending portion is provided at where the probe needle bearing holder, which functions within certain limits as a hinge. Der gesamte Halter einschließlich des biegeweichen Bereichs ist einstückig hergestellt und daher sehr aufwändig zu fertigen und relativ kostspielig. The entire holder including the bendable portion is made in one piece and therefore to produce very complicated and relatively expensive. Außerdem ist das Gelenk weit oberhalb der Spitze der Sondennadel angeordnet. In addition, the joint is located far above the tip of the probe needle. Dadurch ist die Sondennadel relativ zum Mittelpunkt der Drehbewegung so angeordnet, dass bereits geringste Verschiebungen der Sondennadel aufgrund einer Vertikalkraft unvermeidlich zu einer deutlichen Auslenkung der Spitze der Sondennadel in horizontaler Richtung führen. Thereby, the probe needle is positioned relative to the center of rotation so that even the slightest displacements of the probe needle inevitably lead due to a vertical force to a significant deflection of the tip of the probe needle in the horizontal direction.
  • [0005]
    Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Sondenhalter anzugeben, der die Nachteile des Standes der Technik überwindet und insbesondere einen geringeren Horizontalversatz der Sondennadel bei Einwirkung einer Vertikalkraft aufweist. Starting from this prior art, the object of the present invention to provide a probe holder which overcomes the disadvantages of the prior art and in particular a lower horizontal offset of the probe needle has when subjected to a vertical force.
  • [0006]
    Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch Gegenstand des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. According to the invention this object is achieved by subject matter of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are subject of the dependent claims.
  • [0007]
    Der erfindungsgemäße Sondenhalter für eine Sondennadel, der zur Befestigung und elektrischen Kontaktierung an einer Trägereinrichtung einer Prüfvorrichtung ausgebildet ist und einen Halterarm mit einer am freien Ende des Halterarms angeordneten Nadelaufnahme zur Befestigung der Sondennadel und einen Befestigungsarm zur Verbindung des Sondenhalters mit der Trägereinrichtung aufweist, wobei der Halterarm und der Befestigungsarm durch ein Gelenk miteinander verbunden sind und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk mit einem senkrechten Abstand zum Halterarm unterhalb des Halterarms angeordnet ist. The probe holder according to the invention for a probe needle, which is designed for fixing and electrical contacting of a support means of a test apparatus and a support arm having provided at the free end of the holder arm needle mount for mounting the probe needle and a fastening arm for connection of the probe holder with the support means, said holder arm and the bracket are connected together by a hinge and is characterized in that the joint is arranged at a vertical distance from the support arm below the holder arm.
  • [0008]
    Die Sondennadel ist am Halterarm üblicherweise so angeordnet, dass ihre Spitze in der bestimmungsgemäßen Einbaulage in der Prüfvorrichtung unterhalb des Halterarms endet. The probe needle is arranged on the holder arm generally so that its tip ends in the proper installation position in the test apparatus below the holder arm. Um den Horizontalversatz der Sondennadel aufgrund einer Vertikalkraft möglichst gering zu halten, muss versucht werden, den Bahnverlauf der Ausweichbewegung so zu gestalten, dass die Tangente an den Bahnverlauf möglichst steil ist, das heißt möglichst wenig von der Vertikalen abweicht. To keep the horizontal offset of the probe needle to a minimum due to a vertical force to be trying to make the trajectory of the deflection movement so that the tangent to the trajectory is steep as possible, that is to say as little deviates from the vertical. Dies wird dadurch erreicht, dass das Gelenk in Richtung der Spitze der Sondennadel verschoben wird. This is achieved in that the hinge is displaced in the direction of the tip of the probe needle.
  • [0009]
    Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Gelenk mit einem senkrechten Abstand zum Halterarm angeordnet ist, der in einer vorteilhaften Ausgestaltung annähernd dem senkrechten Abstand der Spitze der Sondennadel vom Halterarm entsprechen kann. For example, it can be provided that the joint is arranged at a vertical distance from the holder arm, which can in an advantageous embodiment approximately corresponds to the vertical distance between the tip of the probe needle from the holder arm. In diesem Fall ist die Tangente an die Bewegungsbahn an der Stelle der Spitze der Sondennadel zum Beginn der Ausweichbewegung exakt vertikal ausgerichtet. In this case, the tangent is precisely aligned vertically to the path of movement at the location of the tip of the probe needle at the beginning of the deflection movement. Zu beachten ist jedoch, dass das Gelenk nicht mit dem zu testenden Halbleiterbauelement oder dem das Halbleiterbauelement enthaltenden Wafer kollidieren darf. Note, however, that the joint must not conflict with the tested semiconductor device or the semiconductor device containing wafers.
  • [0010]
    Der Grundgedanke der Erfindung basiert auf der Überlegung, dass der Horizontalversatz der Nadelspitze aufgrund äußerer Kräfte dadurch verringert oder sogar verhindert werden kann, dass der Radius der Ausweichbewegung der Sondennadel aufgrund einer Relativverdrehung der Sondennadel gegenüber dem Halterarm oder aufgrund einer Biegeverformung des Halterarms vergrößert wird, so dass die Krümmung der Bahn, auf der sich die Spitze der Sondennadel während dieser Ausweichbewegung bewegt, verringert. The basic idea of ​​the invention is based on the consideration that the horizontal offset of the needle tip may be due to external forces thereby reduced or even prevented, that the radius of the deflection movement of the probe needle as a result of relative rotation of the probe needle with respect to the support arm or due to a bending deformation of the holder arm is increased so that the curvature of the lane on which the tip of the probe needle moves during this evasive movement is reduced. Eine Verringerung der Bahnkrümmung bewirkt, dass sich das Verhältnis der Horizontalkomponente zur Vertikalkomponente der Ausweichbewegung verringert, das heißt das für eine gegebene Vertikalverschiebung der Spitze der Sondennadel der Horizontalversatz geringer wird. A reduction in the curvature of the path causes the ratio of the horizontal component is reduced to the vertical component of the deflection movement, that is, the for a given vertical displacement of the tip of the probe needle of the horizontal offset is lower.
  • [0011]
    Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der die Sondennadel tragende Halterarm an dem der Nadelaufnahme gegenüberliegenden Ende gelenkig gelagert wird. This is inventively achieved in that the probe needle bearing holder arm is hinged at the opposite end of the needle mount. Das hierfür verwendete Gelenk benötigt seinerseits ebenfalls eine Lagerung, welche durch den Befestigungsarm bereitgestellt wird. The purpose joint used also required for its part, which is provided by the mounting arm a bearing. Der Befestigungsarm selbst ist an seinem freien Ende, das heißt dem der Nadelaufnahme gegenüberliegenden Ende, zur Verbindung und Kontaktierung mit der Trägereinrichtung einer Prüfvorrichtung ausgebildet. The bracket itself is at its free end, that is, the opposite end of the needle mount, for connecting and contacting with the support means of a test apparatus formed. Es versteht sich, dass zur bestmöglichen Erreichung des Ziels der Erfindung der Halterarm möglichst lang ausgebildet sein sollte, um einen möglichst großen Radius für die Ausweichbewegung der Sondennadel zu erzielen. It is understood that in order to best achieve the objective of the invention the support arm should be designed as long as possible to achieve the largest possible radius for the evasive movement of the probe needle. Da der zur Verfügung stehende Bauraum für den Einbau des Sondenhalters in einer Prüfvorrichtung im allgemeinen begrenzt ist, wird der Fachmann bei der Ausführung der Erfindung den Befestigungsarm zu Gunsten des Halterarms möglichst kurz gestalten. Since the space available for installation of the probe holder is limited in a testing apparatus in general, the expert is as short as possible the mounting arm in favor of the holder arm in carrying out the invention.
  • [0012]
    Im eingebauten Zustand innerhalb einer Prüfvorrichtung zum Testen von Halbleiterbauelementen wird der Sondenhalter üblicherweise horizontal oder schräg oberhalb des üblicherweise horizontal angeordneten zu testenden Halbleiterbauelements angeordnet sein. In the installed condition within a tester for the testing of semiconductor devices of the probe holder will usually be arranged horizontally or obliquely above the usually horizontally disposed to be tested, the semiconductor device. Soweit nachfolgend die Begriffe "horizontal" und "vertikal" verwendet werden, beziehen sich diese auf den bestimmungsgemäßen Einbau des Sondenhalters in einer Prüfvorrichtung der eben beschriebenen Art. To the extent used, "horizontal" and "vertical" hereinafter, the terms, these relate to the intended mounting of the probe holder in a test apparatus of the type just described.
  • [0013]
    Unter einem Gelenk im Sinne dieser Anmeldung soll ein zwischen dem Trägerarm und dem Befestigungsarm anbringbares Bauelement verstanden werden, das bei Einwirkung einer äußeren Vertikalkraft auf die Spitze der Sondennadel eine Schwenkbewegung des Halterarms um dieses Bauelement, das heißt eine rein rotatorische Bewegung des Halterarms und der daran angebrachten Sondennadel ohne translatorische Komponente, bewirkt. Under a joint in the sense of this application an attachable between the support arm and the mounting bracket component is to be understood, that upon exposure to an external vertical force on the tip of the probe needle pivotal movement of the holder arm to this device, i.e. a purely rotational movement of the holder arm and the fact attached probe needle without translational component causes. Derartige Gelenke können auf vielfältige Weise ausgestaltet sein, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Such joints can be designed in various ways without departing from the spirit of the invention. Beispielsweise könnte das Gelenk so ausgeführt sein, dass der Halterarm mindestens einen horizontal und quer zum Halterarm angeordneten Stift aufweist, der in einem am Befestigungsarm vorgesehenen Gleitlagerauge drehbar gelagert ist. For example, the hinge could be so designed that the support arm has a horizontal and transverse to the holder arm is arranged at least pin which is rotatably mounted in a bracket provided on the sliding bearing eye. Aufgrund der geringen Maße der Bestandteile des Sondenhalters wäre eine solche Lösung aber vermutlich relativ aufwändig zu fertigen und daher kostspielig. Due to the small dimensions of the components of the probe holder such a solution would probably but relatively complicated to manufacture and therefore expensive. Nachfolgend werden einige vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens erläutert. Here are some advantageous embodiments of the inventive concept will be explained.
  • [0014]
    In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Gelenk mindestens einen biegeweichen Festkörper, der mit seinem einen Ende mit dem Halterarm und mit seinem anderen Ende mit dem Befestigungsarm verbunden ist. In one embodiment of the invention, the joint comprises at least one flexurally soft solid which is connected at its one end to the support arm and at its other end to the mounting arm. Biegeweich im Sinne der Erfindung soll bedeuten, dass der Festkörper bezogen auf eine horizontale, quer zur Längsrichtung des Halterarms verlaufende Biegeachse eine geringere Biegesteifigkeit EI aufweist als der Halterarm. Bending soft in the sense of the invention is intended to mean that the solid relative to a horizontal, transverse to the longitudinal direction of the holder arm bending axis having a lower flexural rigidity EI than the holder arm. Dies bedeutet, dass entweder der Elastizitätsmodul E oder das Flächenträgheitsmoment I (auch als Flächenmoment 2. Grades bezeichnet) oder beide geringer sind als die entsprechenden Werte des Halterarms. This means that either the modulus of elasticity E and the geometrical moment of inertia (also called moment of area 2nd degree) I or both are lower than the corresponding values ​​of the holder arm. Entscheidend ist, dass das Produkt aus E und I des Festkörpers geringer ist als beim Halterarm. It is crucial that the product of E and I of the solid is less than with the holder arm.
  • [0015]
    Ein biegeweicher Festkörper in diesem Sinne könnte beispielsweise ein zwischen dem Halterarm und dem Befestigungsarm angeordnetes, relativ kurzes Verbindungselement aus einem Elastomer oder einem anderen, relativ weichen Polymer sein, dessen Querschnitt dem von Halterarm und Befestigungsarm entspricht. A flexurally soft solid in this sense could be for example a valve disposed between the holder arm and the mount arm, relatively short connecting member made of an elastomer or another relatively soft polymer whose cross-section corresponds to that of support arm and mounting bracket. In diesem Falle wäre der Elastizitätsmodul E des Festkörpers geringer als beim Halterarm, während beide das gleiche Flächenträgheitsmoment I aufweisen, so dass die Biegesteifigkeit EI des Festkörpers geringer ist als die des Halterarms. In this case, the elastic modulus E of the solid body would be smaller than in the holder arm, while both have the same geometrical moment of inertia I, so that the flexural rigidity EI of the solid body is less than that of the holder arm.
  • [0016]
    Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Gelenk mindestens ein langgestrecktes Verbindungselement umfasst, das mit seinem einen Ende mit dem Halterarm und mit seinem anderen Ende mit dem Befestigungsarm verbunden ist. Alternatively it can be provided that the hinge comprises at least one elongate connecting element which is connected at its one end to the support arm and at its other end to the mounting arm. Das langgestreckte Verbindungselement könnte beispielsweise ein Metallstreifen sein, der mit je einem seiner beiden Enden mit dem Halterarm und dem Befestigungsarm starr verbunden ist. The elongate binding element could for example be a metal strip which is rigidly connected with one of its two ends to the support arm and the fixing arm. In diesem Fall ist das Flächenträgheitsmoment I des Verbindungselements geringer als beim Halterarm, während der Elastizitätsmodul E gleich oder größer ist als beim Halterarm. In this case, the area moment of inertia I of the connection element is less than the holder arm, while the elastic modulus E is equal to or greater than the holder arm. Jedenfalls muss darauf geachtet werden, dass die Biegesteifigkeit des langgestreckten Verbindungselements, das heißt das Produkt aus Elastizitätsmodul und Flächenträgheitsmoment, geringer ist als die Biegesteifigkeit des Halterarms. In any case, it must be ensured that the bending stiffness of the elongated connecting element, that is the product of Young's modulus and moment of inertia is lower than the bending stiffness of the holder arm.
  • [0017]
    Diese Ausgestaltung wie auch die oben beschriebene Ausgestaltung mit einem biegeweichen Festkörper stellt ein Gelenk dar, das gleichzeitig die Eigenschaft hat, eine Rückstellkraft zu entwickeln, wenn das Gelenk aus seiner neutralen Position ausgelenkt wird. This embodiment as well as the configuration having a flexurally soft solids described above represents a joint that has at the same time the property of developing a restoring force when the joint is deflected out of its neutral position.
  • [0018]
    Demgegenüber ist es für Gelenke, die diese Eigenschaft nicht aufweisen, vorteilhaft vorzusehen, dass weiterhin mindestens ein Federelement zur Erzeugung einer Rückstellkraft am Gelenk angeordnet ist. In contrast, it is for joints, which do not have this property, advantageous to provide that furthermore at least one spring element for producing a restoring force is arranged at the joint. Ein derartiges Federelement könnte beispielsweise eine Spiralfeder aus Federstahl oder auch ein zwischen dem Halterarm und dem Befestigungsarm gespannter elastischer Faden sein. Such a spring element could, for example a coil spring made of spring steel, or even be a between the holder arm and the mount arm tensioned elastic thread.
  • [0019]
    Für den Fall, dass das Gelenk zumindest teilweise aus einem Polymer gefertigt ist, ist es vorteilhaft vorzusehen, dass das Polymer elektrisch leitend ist. In the event that the joint is at least partly made from a polymer, it is advantageous to provide that the polymer is electrically conductive. Hierdurch ist es möglich, Testsignale von der Trägereinrichtung über den Befestigungsarm, das Gelenk und den Halterarm zur Sondennadel zu leiten. This makes it possible to direct test signals from the carrier device about the mounting arm, the joint and the holder arm to the probe needle. Zur Erzielung der elektrischen Leitfähigkeit kann dem Polymer beispielsweise Graphit beigemischt sein. In order to achieve the electrical conductivity of the polymer may be admixed, for example, graphite.
  • [0020]
    In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Gelenk elektrisch leitende Pfade aufweist. In a particularly advantageous embodiment it can be provided that the joint has electrically conductive paths. Wird dem Polymer hierzu Graphit beigemischt, so ist darauf zu achten, dass es Gebiete mit Graphitanteil gibt, die von anderen Gebieten mit Graphitanteil durch graphitfreie Gebiete getrennt sind. Is mixed with the polymer this graphite, so it must be ensured that there are areas with graphite content, which are separate from other areas with graphite content by graphite-free zones. Durch die Bereitstellung leitender Pfade, die selbstver ständlich auch auf anderem Wege, beispielsweise durch Einbettung von Metallfäden in das Polymer erzeugt werden können, wird die Möglichkeit geschaffen, Testsignale auf mehreren Leiterbahnen zur Sondennadel zu leiten. By providing conductive paths, which may be generated selbstver course also in other ways, for example by embedding of metal filaments in the polymer, the possibility is created to direct test signals on a plurality of printed conductors to the probe needle.
  • [0021]
    Die Erfindung ist selbstverständlich auch in Verbindung mit einer Prüfvorrichtung zur Prüfung von Halbleiterbauelementen zu sehen, die einen Sondenhalter der oben beschriebenen Art aufweist. The invention is of course also to be seen in conjunction with a test apparatus for testing semiconductor devices, comprising a probe holder of the type described above.
  • [0022]
    Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels und einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert. The invention with reference to an embodiment and an associated drawing is explained in detail. Dabei zeigt die einzige The sole shows 1 1 einen erfindungsgemäßen Sondenhalter. a probe holder according to the invention.
  • [0023]
    Der dargestellte Sondenhalter umfasst einen Halterarm The probe holder illustrated comprises a support arm 1 1 mit einer Nadelaufnahme, in der eine Sondennadel with a needle seat in which a probe needle 2 2 befestigt ist, sowie einen Befestigungsarm is attached, and an attachment arm 3 3 , der zur Befestigung und Herstellung eines elektrischen Kontakts mit einer Trägereinrichtung Which for fixing and making electrical contact with a carrier device 4 4 ausgebildet ist und im Ausführungsbeispiel auch mit der Trägereinrichtung is formed and in the embodiment with the support means 4 4 verbunden ist. connected is. Der Halterarm the holder arm 1 1 und der Befestigungsarm and the mounting arm 3 3 sind miteinander durch ein Gelenk verbunden, das im Ausführungsbeispiel zwei auf gleicher Höhe parallel zueinander angeordnete, langgestreckte Verbindungselemente are connected together by a joint which in the exemplary embodiment, two parallel to each other at the same height arranged, elongated connecting elements 5 5 umfasst, die mit je einem als Kragarm comprises with one as a cantilever 6 6 ausgebildeten Abschnitt des Befestigungsarms shaped portion of the attachment arm 3 3 und des Halterarms and the holder arm 1 1 starr verbunden sind. are rigidly connected. In der gewählten Darstellung ist nur das erste der beiden Verbindungselemente In the chosen representation is only the first of the two fasteners 5 5 sichtbar; visible; das zweite Verbindungselement wird vom ersten Verbindungselement the second connecting element is from the first link member 5 5 verdeckt. covered. Die Kragarme Brackets 6 6 erstrecken sich von den horizontal angeordneten Abschnitten des Befestigungsarms extending from the horizontally disposed portions of the attachment arm 3 3 und des Halterarms and the holder arm 1 1 abwärts bis in die Nähe des Höhenniveaus der Spitze der Sondennadel. down to the vicinity of the height level of the tip of the probe needle.
  • [0024]
    Um zu verhindern, dass die unteren Enden der Kragarme In order to prevent that the lower ends of the cantilever arms 6 6 oder die Verbindungselemente or the connecting elements 5 5 mit dem zu testenden Halbleiterbauelement oder Wafer kollidieren, verbleibt zwischen den Verbindungselementen collide with the test semiconductor device or wafer, remains between the connecting elements 5 5 und der Spitze der Sondennadel and the tip of the probe needle 2 2 eine Höhendifferenz a height difference 8 8th . ,
  • [0025]
    In der Mitte des Gelenks In the middle of the joint 5 5 befindet sich der Schwenkmittelpunkt 7, um den die Spitze der Sondennadel is the pivot center 7, by which the tip of the probe needle 2 2 bei Einwirkung einer Vertikalkraft auf einer kreisbogenförmigen Bewegungsbahn when subjected to a vertical force on a circular arc-shaped path of movement 9 9 verschoben wird. is moved. Das Gelenk The joint 5 5 ist aufgrund der sich abwärts erstreckenden Kragarme is due to the downwardly extending cantilevers 6 6 von Halterarm of holder arm 1 1 und Befestigungsarm and mounting arm 3 3 unterhalb des horizontal angeordneten Halterarms below the horizontally arranged holder arm 1 1 angeordnet, so dass die Tangente an die Bewegungsbahn arranged so that the tangent to the path of movement 9 9 der Spitze während der Ausweichbewegung nahezu vertikal bleibt. the tip remains almost vertically during the alternate movement. Dadurch ist der Horizontalversatz der Spitze der Sondennadel This is the horizontal displacement of the tip of the probe needle 2 2 während der Aufwärtsbewegung sehr gering. during the upward movement very low. Da der Schwenkmittelpunkt Since the swing center 7 7 des Gelenks the joint 5 5 jedoch nicht auf demselben Höhenniveau wie die Spitze der Sondennadel but not on the same level as the tip of the probe needle 2 2 angeordnet ist, sondern zwischen dem Schwenkmittelpunkt is arranged, but between the pivot center 7 7 und der Spitze der Sondennadel and the tip of the probe needle 2 2 eine Höhendifferenz a height difference 8 8th verbleibt, verschwindet der Horizontalversatz nicht vollständig. remains, the horizontal offset does not completely disappear. Durch diesen geringen verbleibenden Horizontalversatz ist sichergestellt, dass die Spitze der Sondennadel Through this small remaining horizontal offset ensures that the tip of the probe needle 2 2 eine möglicherweise auf der Kontaktfläche des zu testenden Halbleiterbauelements vorhandene Oxidschicht durchstößt, so dass eine sichere Kontaktierung gewährleistet ist. a possibly existing on the contact surface of the test semiconductor component oxide layer pierces so that a reliable contact is ensured.
  • [0026]
    Die Verbindungselemente The connecting elements 5 5 sind streifenförmig ausgebildet und bestehen aus einem metallischen Werkstoff. are strip-shaped and are made of a metallic material. Ihre Biegesteifigkeit ist in Summe geringer als die Biegesteifigkeit des Halterarms Its bending stiffness is less in total than the bending stiffness of the holder arm 1 1 , so dass sie für den Halterarm So that they for the holder arm 1 1 als Gelenk wirken, um dessen Schwenkmittelpunkt act as a hinge about its pivot center 7 7 der Halterarm the holder arm 1 1 bei Belastung mit einer Vertikalkraft relativ zum Befestigungsarm when subjected to a vertical force relative to the bracket 3 3 geschwenkt wird. is pivoted. Das Gelenk erzeugt aufgrund der elastischen Eigenschaften der Verbindungselemente The joint produced due to the elastic properties of the connecting elements 5 5 ohne zusätzliche Federelemente eine Rückstellkraft, die den Halterarm without additional spring elements to a restoring force, the holder arm to 1 1 bei Entlastung wieder in seine Ausgangslage zurückbewegt. moved back when released back into its original position. Aufgrund der leitenden Eigenschaft des metallischen Materials der Verbindungselemente Because of the conductive property of the metallic material of the connecting elements 5 5 können diese besonders vorteilhaft als Bestandteile von Leiterbahnen genutzt werden, die von der Kontaktstelle des Befestigungsarms this can be particularly advantageously utilized as components of conductive traces from the contact point of the attachment arm 3 3 mit der Trägereinrichtung with the support device 4 4 zur Sondennadel the probe needle 2 2 geführt sind. are guided.
  • 1 1
    Halterarm holder arm
    2 2
    Sondennadel probe needle
    3 3
    Befestigungsarm Mounting Arm
    4 4
    Trägereinrichtung support means
    5 5
    Gelenk joint
    6 6
    Kragarm cantilever
    7 7
    Schwenkmittelpunkt Swing center
    8 8th
    Höhendifferenz height difference
    9 9
    Bewegungsbahn trajectory

Claims (9)

  1. Sondenhalter für eine Sondennadel ( Probe holder for a probe needle ( 2 2 ), der zur Befestigung und elektrischen Kontaktierung an einer Trägereinrichtung ( ), Which (for mounting and making electrical contact on a support device 4 4 ) einer Prüfvorrichtung ausgebildet ist und einen Halterarm ( ) Is formed of a test apparatus and a holder arm ( 1 1 ) mit einer am freien Ende des Halterarms ( ) (With a free end of the holder arm 1 1 ) angeordneten Nadelaufnahme zur Befestigung der Sondennadel ( ) Disposed needle mount for mounting the needle probe ( 2 2 ) und einen Befestigungsarm ( ) And an attachment arm ( 3 3 ) zur Verbindung des Sondenhalters mit der Trägereinrichtung ( ) For connection of the probe holder (with the support means 4 4 ) aufweist, wobei der Halterarm ( ), Wherein the holder arm ( 1 1 ) und der Befestigungsarm ( ) And the bracket ( 3 3 ) durch ein Gelenk ( ) (By a hinge 5 5 ) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet , dass das Gelenk ( ) Are connected together, characterized in that the hinge ( 5 5 ) mit einem senkrechten Abstand zum Halterarm ( ) With a vertical spacing (to the holder arm 1 1 ) unterhalb des Halterarms ( ) Below the holder arm ( 1 1 ) angeordnet ist. ) Is arranged.
  2. Sondenhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der senkrechte Abstand des Gelenks ( Probe holder according to claim 1, characterized in that the vertical distance of the articulation ( 5 5 ) zum Halterarm ( ) (For the holder arm 1 1 ) annähernd dem senkrechten Abstand der Spitze der Sondennadel vom Halterarm ( ) Approximately equal to the perpendicular distance of the tip of the probe needle (from the support arm 1 1 ) entspricht. ) Corresponds.
  3. Sondenhalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk ( Probe holder according to claim 1 or 2, characterized in that the hinge ( 5 5 ) mindestens einen biegeweichen Festkörper umfasst, der mit seinem einen Ende mit dem Halterarm ( ) Comprises at least one flexurally soft solid which (with its one end with the support arm 1 1 ) und mit seinem anderen Ende mit dem Befestigungsarm ( () And at its other end to the bracket 3 3 ) verbunden ist. ) connected is.
  4. Sondenhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk ( Probe holder according to one of claims 1 to 3, characterized in that the hinge ( 5 5 ) mindestens ein langgestrecktes Verbindungselement umfasst, das mit seinem einen Ende mit dem Halterarm ( ) Comprises at least one elongated connecting element, which (with its one end with the support arm 1 1 ) und mit seinem anderen Ende mit dem Befestigungsarm ( () And at its other end to the bracket 3 3 ) verbunden ist. ) connected is.
  5. Sondenhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin mindestens ein Federelement zur Erzeugung einer Rückstellkraft am Gelenk ( Probe holder according to one of claims 1 to 4, characterized in that further comprises (at least one spring element for producing a restoring force to the joint 5 5 ) vorgesehen ist. ) is provided.
  6. Sondenhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk ( Probe holder according to one of claims 1 to 5, characterized in that the hinge ( 5 5 ) aus einem metallischen Werkstoff besteht. ) Is made of a metallic material.
  7. Sondenhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk ( Probe holder according to one of claims 1 to 6, characterized in that the hinge ( 5 5 ) aus einem Polymer besteht. ) Consists of a polymer.
  8. Sondenhalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer elektrisch leitend ist. Probe holder according to claim 7, characterized in that the polymer is electrically conductive.
  9. Sondenhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk elektrisch leitende Pfade aufweist. Probe holder according to one of claims 1 to 8, characterized in that the joint comprises electrically conductive paths.
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